可持续吸烟制品元件的制作方法

背景技术：

1、烟草加热产品或热不燃(hnb)产品是众所周知的。烟草加热产品的理念是将烟草加热到特定温度(诸如350℃)而不燃烧。这递送了含有尼古丁的蒸气，并且据信加热而不燃烧避免了产生对消费者有害的燃烧产物。

2、烟草加热产品或hnb产品可包括改性烟草芯棒和其他烟嘴元件，这些部件被包裹在卷烟纸中以便提供香烟状外观。在一种此类产品中，将再造烟草芯棒、包裹的中空醋酸纤维管、包裹的pla[聚(乳酸)]芯棒和常规包裹的醋酸纤维段包裹在白纸中。然后可将产品插入到加热烟草的加热元件中，随后使得产品可由消费者“抽吸”。这些产品中“过滤嘴”的功能与香烟过滤嘴的功能有很大不同；主要功能是提供香烟的外观和感觉，以及将蒸气冷却至消费者可接受的温度。在上文描述的产品中，执行显著的冷却功能的是pla部分，并且因此，该部分可以被认为是冷却元件。

3、众所周知的是使用诸如pla的材料来冷却元件。最近，已知使用醋酸纤维素来冷却元件，如在wo 2021/074222中讨论的。

4、然而，醋酸纤维素和pla不易生物降解。因此，含有过滤嘴元件和冷却元件的吸烟制品元件(诸如醋酸纤维素)可以在环境中存在许多年。因此并且考虑到2021年生效的新的eu立法(目标是减少诸如醋酸纤维素过滤嘴的一次性塑料的使用)，人们对不包含一次性塑料和易生物降解的吸烟元件(诸如冷却元件)越来越感兴趣。

5、因此，需要一种吸烟制品元件，该吸烟制品元件提供hnb产品中的可接受的蒸气冷却和可接受的过滤性能，同时对诸如醋酸纤维素的常规材料具有改进的生物降解能力。

技术实现思路

1、根据本发明，提供了一种用于吸烟制品中的元件(例如，用于烟草加热产品和/或hnb产品的冷却元件)，该元件包括纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯；其中该纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯包括过滤材料；其中该过滤材料包括纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)，并且还包括疏水材料。优选地，该元件是冷却元件。

2、应当理解，如本文所用的术语“元件”是指可以在吸烟制品中使用的任何离散段。该元件可以是冷却元件或过滤元件。

3、应当理解，如本文所用的术语“冷却元件”是指提供显著的冷却功能(即，当蒸气沿元件的长度通过时降低蒸气温度)的离散段。

4、术语“可生物降解的”是指过滤材料和元件在受控堆肥条件下6个月后能够表现出至少90％的生物降解率(参见iso14855-1 determination of the ultimate aerobicbiodegradability of plastic materials under controlled composting conditions-method by analysis of evolved carbon dioxide)。

5、优选地，在本发明的元件的过滤材料中使用的纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)“易生物降解”并且与醋酸纤维素相比具有增强的生物降解能力。因此，本发明提供可生物降解能力得到增强的元件，因此对环境更加友好并且更加符合eu立法。

6、短语“易生物降解”是指过滤材料和元件能够在浸入水中时快速分解并完全生物降解。优选地，如根据本领域公知的oecd 301b“易生物降解”方法(改良的sturm测试)所测量，该元件具有“易生物降解”水平的可生物降解能力。短语“易生物降解”在本文中应理解为是指生物降解能力为“易生物降解”水平。

7、申请人惊奇地发现，通过在过滤材料中包括疏水材料以及纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)，该元件能够提供与常规pla和醋酸纤维素元件相当的冷却和过滤性能，同时还提供如上所述的改善的生物降解能力。这在本技术的实施例中进行说明。

8、不希望受到理论的束缚，认为过滤材料内的疏水材料导致元件(例如，冷却元件)内的水蒸气在元件(例如，冷却元件)内冷凝，从而提供了当蒸气通过元件时冷却蒸气的有益效果。

9、优选地，疏水材料分布在元件的整个纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯上。申请人发现这为在烟草加热产品或hnb产品中的使用提供了最佳水平的蒸气冷却和过滤。

10、优选地，过滤材料是其上涂覆有疏水材料的纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)。优选地，被涂覆的纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)布置在纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯内，使得疏水材料(例如，基本上均匀地)分布在元件的整个纵向延伸的芯上。

11、申请人已经发现，通过使用涂覆有疏水材料的纸和/或其他可生物降解材料(例如，非醋酸纤维素材料)来形成本发明的元件，他们能够生产其中疏水材料均匀分布在整个元件上的元件。如上所述，这为在烟草加热产品或hnb产品中的使用提供了最佳水平的蒸气冷却和过滤。

12、纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的过滤材料)优选地是易生物降解的。纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的过滤材料)可以包括在过滤嘴或过滤嘴元件中常规使用的任何纸(任何形式)。纸可以是例如不同等级的过滤纸、穿孔纸、皱纹纸、气流成网纸或机器上光纸等。纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的过滤材料)的纤维可以是天然纤维(例如，亚麻、大麻、剑麻、黄麻、蕉麻、棉花、椰子纤维、竹纤维、淀粉(例如，来自玉米的)或烟草)或任何卷状材料。纸可以是织造或非织造的，或者是粘合纸幅的形式，或者是纵向波纹状和/或原纤化纸幅的形式，例如侧向聚集成并保持为芯棒形式。纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的过滤材料)可以是粘合纸幅的形式，包括第一纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的过滤材料)和第二纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的过滤材料)。纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的过滤材料)可以是不同纸材料和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的过滤材料)的共混物的形式。纸过滤材料可以与以商标或(essentra pic)销售的那些纸过滤材料具有相同或类似的结构。纸可涂覆有疏水涂层或疏水材料。

13、优选地，纸具有20gsm至200gsm的基重。例如，纸可以具有40gsm至180gsm，例如60gsm至160gsm，例如80gsm至140gsm，例如100gsm至120gsm，例如20gsm至60gsm，例从30gsm至40gsm的基重。

14、疏水涂层/材料可以是任何合适的疏水材料。例如，疏水涂层/材料可以是聚合物或聚合物的共混物。优选地，疏水涂层/材料是淀粉，诸如改性淀粉，例如氧化淀粉(e1404)。诸如改性淀粉的淀粉是优选的，因为它是惰性的并且提供非塑性疏水涂层。相对于元件的重量(w/w)，疏水涂层/材料可以0.01重量％至50重量％的疏水涂层/材料的量，例如0.01w/w％至20w/w％，例如0.1w/w％至20w/w％，例如5w/w％至20w/w％，例如10w/w％至20w/w％，例如0.1w/w％至10w/w％，例如0.1w/w％至5w/w％，例如0.5w/w％至2.5w/w％存在。

15、根据本发明的元件是通过本领域已知的方法制造的。例如，纸元件可以通过对纸张进行压花，然后经由本领域常用的机器将压花纸形成圆柱形芯来制造。

16、根据本发明的被涂覆的纸是通过本领域已知的方法制造的。疏水涂层可以经由本领域已知的标准涂覆方法中的任何标准涂覆方法施用到纸上。

17、元件的长度优选地为5mm至50mm(例如10mm至30mm，例如8mm至24mm，例如15mm至20mm，例如18mm)。

18、元件的周长优选地为12mm至30mm(例如15mm至28mm)，更优选地为17mm至25mm(例如18mm至25mm，例如20mm至24mm，例如22mm至24mm，例如23mm，例如22mm)。

19、纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的孔优选地具有均匀的轴向横截面(例如圆形，例如环形)。

20、优选地，元件(例如，用于烟草加热产品和/或hnb产品的冷却元件)具有基本上圆形的横截面，这意味着元件在形状上是基本上圆柱形的。然而，本发明的元件可以是任何形状。例如，元件可具有环形横截面、或椭圆形横截面、或正方形横截面、或矩形横截面。

21、元件(例如，用于烟草加热产品和/或hnb产品的冷却元件)还可包括围绕纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯接合的外包装材料。该外包装材料可以是纸(例如接装纸)，优选的基重为20gsm至160gsm的纸(例如接装纸)，例如基重为24gsm至150gsm的纸(例如接装纸)，例如基重为70gsm至150gsm的纸(例如接装纸)，例如基重为70gsm至140gsm的纸(例如接装纸)。

22、纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯可具有一个或多个纵向延伸的孔(或洞)。该一个或多个纵向延伸的孔(或洞)可纵向延伸穿过纵向延伸的芯的全长(并且可在该芯的一端或两端打开)。

23、纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯可具有包括多个(例如，纵向延伸的)(例如，c形或u形)凹槽或通道的异形外表面。该多个(例如，纵向延伸的)(例如，c形或u形)凹槽或通道可延伸纵向延伸的芯(的外表面)的全长。该多个(例如，纵向延伸的)(例如，c形或u形)凹槽或通道可不延伸纵向延伸的芯(的外表面)的全长。

24、纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯可具有一个或多个纵向延伸的孔(或洞)，并且可具有包括多个(例如，纵向延伸的)(例如，c形或u形)凹槽或通道的异形外表面。

25、根据本发明，在另一方面，提供了一种用于烟草加热产品和/或hnb产品的元件，该元件包括纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯；其中该纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯包括过滤材料；其中该过滤材料包括纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)；并且其中该过滤材料还包括疏水材料。优选地，该元件是冷却元件。

26、根据本发明，在另一方面，提供了一种吸烟制品(例如，烟草加热产品、hnb产品)，该吸烟制品包括元件。该元件包括纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯；其中该纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯包括过滤材料；其中该过滤材料包括纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)；并且其中该过滤材料还包括疏水材料。优选地，该元件是冷却元件。任选地，该吸烟制品可包括一个或多个另外的离散段。

27、根据本发明，提供了一种烟草加热产品和/或hnb产品，该烟草加热产品和/或hnb产品包括元件。该元件包括纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯；其中该纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯包括过滤材料；其中该过滤材料包括纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)；并且其中该过滤材料还包括疏水材料。优选地，该元件是冷却元件。任选地，该烟草加热产品和/或hnb产品可以包括一个或多个另外的离散段。

28、根据本发明，提供了一种元件在烟草加热产品和/或hnb产品中的用途。该元件包括纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯；其中该纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯包括过滤材料；其中该过滤材料包括纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)；并且其中该过滤材料还包括疏水材料。优选地，该元件是冷却元件。任选地，该烟草加热产品和/或hnb产品可以包括一个或多个另外的离散段。

29、优选地，根据本发明的在用于吸烟制品(例如，烟草加热产品、hnb产品)的元件的过滤材料中使用的纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)易生物降解并且与醋酸纤维素相比具有增强的生物降解能力。因此，本发明提供可生物降解能力得到增强的元件，因此对环境更加友好并且更加符合eu立法。

30、短语“易生物降解”是指元件能够在浸入水中时快速分解并完全生物降解。优选地，如根据本领域公知的oecd 301b“易生物降解”方法(改良的sturm测试)所测量，该元件具有“易生物降解”水平的可生物降解能力。短语“易生物降解”在本文中应理解为是指生物降解能力为“易生物降解”水平。

31、申请人惊奇地发现，通过在过滤材料中包括疏水材料以及纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)，该元件能够提供与常规pla和醋酸纤维素元件相当的冷却和过滤性能，同时还提供如上所述的改善的生物降解能力。这在本技术的实施例中进行说明。

32、不希望受到理论的束缚，认为过滤材料内的疏水材料导致元件(例如，冷却元件)内的水蒸气在元件(例如，冷却元件)内冷凝，从而提供了当蒸气通过元件时冷却蒸气的有益效果。

33、优选地，疏水材料分布在元件的整个纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯上。申请人发现这为在烟草加热产品或hnb产品中的使用提供了最佳水平的蒸气冷却和过滤。

34、优选地，过滤材料是其上涂覆有疏水材料的纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)。优选地，被涂覆的纸和/或其他可生物降解材料(例如，不含醋酸纤维素的材料)布置在纵向延伸(例如圆柱形，例如管状)的芯内，使得疏水材料(例如，基本上均匀地)分布在元件的整个纵向延伸的芯上。

35、申请人已经发现，通过使用涂覆有疏水材料的纸和/或其他可生物降解材料(例如，非醋酸纤维素材料)来形成本发明的元件，他们能够生产其中疏水材料均匀分布在整个元件上的元件。如上所述，这为在烟草加热产品或hnb产品中的使用提供了最佳水平的蒸气冷却和过滤。

36、优选地，根据本发明的烟草加热产品和/或hnb产品还包括一个或多个离散的另外的段(例如，hnb烟嘴的段)。这些另外的离散段可以是(例如圆柱形)烟草烟雾过滤材料(例如，醋酸纤维素丝束)芯棒、(例如圆柱形)烟草棒(例如，任何形式的烟草(包括再造烟草))、中空(例如醋酸纤维)管等。

37、应当理解，该元件可用于任何多段过滤嘴或易耗品中。过滤嘴构造体可以是两个、三个、四个或更多个离散段。这些另外的离散段可以是(例如，圆柱形)烟草烟雾过滤材料(例如，醋酸纤维素丝束)芯棒和/或中空(例如，醋酸纤维)管过滤嘴。多段过滤嘴可附接到烟草棒(其可由任何形式的烟草(包括再造烟草)制成)。多段过滤嘴可包括其他过滤嘴段，包括含胶囊过滤嘴、含碳过滤嘴、cps过滤嘴、管过滤嘴、醋酸纤维过滤嘴、纸过滤嘴、含薄荷醇过滤嘴等。

38、根据本发明，还提供了一种吸烟制品(例如，烟草加热产品、hnb产品)，该吸烟制品附接到烟草棒的多段过滤嘴。多段过滤嘴可包括根据本发明的冷却元件。多段过滤嘴还可包括芯棒过滤嘴，包括醋酸纤维素丝束的纵向延伸的芯。多段过滤嘴还可包括中空醋酸纤维管过滤嘴。

39、现在将参照附图更详细地描述本发明，其中：

40、图1示出了根据本发明的hnb产品的示意图，其包括根据本发明的实施方案的冷却元件；

41、图2是当hnb产品含有根据本发明的冷却元件a时，与参考hnb产品amber heets相比，hnb产品的嘴端处温度如何随喷烟而变化的图示。

42、图1示出了圆柱形hnb产品100的示意图。hnb产品100包括四个段：再造烟草的圆柱形芯棒101；中空醋酸纤维管102；根据本发明的实施方案的圆柱形冷却元件103；和醋酸纤维素丝束的圆柱形芯棒104。再造烟草芯棒101为12mm长并且具有22mm的周长，并且形成hnb产品100的一个端部。这是插入到hnb设备中的端部。此类再造烟草芯棒在本领域中是众所周知的。该芯棒在使用中由加热设备(hnb设备)加热以产生蒸气，如本领域众所周知的。再造烟草芯棒101在一个端部处对邻接8mm长的中空醋酸纤维管102，该管的周长也为22mm并且壁厚为1.3mm。与再造烟草芯棒101相对的中空醋酸纤维管102的端部邻接根据本发明的实施方案的18mm长的圆柱形冷却元件103。圆柱形冷却元件103具有22mm的周长。圆柱形冷却元件103由涂覆有氧化淀粉r1404的纸制成。纸包含以下组分：

43、

44、长度为7mm并且周长为22mm的醋酸纤维素丝束的圆柱形芯棒104邻接冷却元件103的相反端，使得冷却元件103位于醋酸纤维素丝束的圆柱形芯棒104与中空醋酸纤维管102之间。

45、将再造烟草圆柱形芯棒101、中空醋酸纤维管102、圆柱形冷却元件103和醋酸纤维素丝束的圆柱形芯棒104进一步用常规成型纸(本领域已知的)的接装纸(未示出)包裹。这提供了类似于传统香烟的外观。

46、在使用期间，将hnb产品100的再造烟草圆柱形芯棒101插入到hnb设备中。hnb设备以hnb设备的常规方式加热再造烟草。这产生热蒸气，该热蒸气首先被抽吸通过中空醋酸纤维管102，并且然后通过圆柱形冷却元件103，并且然后最后通过醋酸纤维素丝束的圆柱形芯棒104到达吸烟者的“嘴”(即嘴端)。据信，通过冷却元件103抽吸该热蒸气可将蒸气冷却至使用者可接受的温度。申请人已经发现，在纸中包括诸如氧化淀粉的疏水材料意味着冷却元件提供了与常规醋酸纤维素冷却元件相当的冷却和过滤性能，同时还提供了改进的生物降解能力。

47、实施例1

48、在图1中，长度为18mm并且周长为22mm的圆柱形冷却元件103由涂覆有氧化淀粉r1404的纸制成。纸冷却元件103是根据本领域已知的方法制成的。这是根据本发明的冷却元件a。

49、实验

50、根据图1，组装hnb产品用于测试，包括根据本发明的冷却元件a。冷却元件a与周长为22mm并且壁厚为1.3mm的中空醋酸纤维管(图1中的102)以及醋酸纤维束的圆柱形芯棒(图1中的104)一起使用。参考hnb产品amber heets包括再造烟草芯棒、中空醋酸纤维管、pla冷却元件(本文称为“常规冷却元件”)以及醋酸纤维束的圆柱形芯棒，它们的布置与图1所示的布置类似。

51、在常规加热设备(hnb设备)中测试了包括冷却元件a的hnb产品和参考hnb产品amber heets。

52、将每种hnb产品插入到加热设备中。将hnb产品的嘴端插入到吸烟机中，该吸烟机被构造成抽吸hnb产品。当hnb产品被抽吸时，使用ir相机来分析其嘴端处温度。吸烟机被构造成每30秒在hnb产品上进行一次喷烟，每次喷烟为2秒长。测量hnb产品在每次喷烟时的嘴端处温度。该实验在标准室温和湿度下进行。对每个hnb产品(即含有根据本发明的冷却元件a的产品)和含有pla冷却元件的参考产品重复该实验。

53、图2示出了与参考hnb产品amber heets相比，包括冷却元件a的hnb产品在每次喷烟时的嘴端处温度。该图示出了本发明的纸基冷却元件a能够提供等同于常规冷却元件的冷却效果，同时提供了易生物降解的巨大益处。

54、包含冷却元件a的hnb产品和参考hnb产品amber heets在常规加热设备(hnb设备)中的温度变化和尼古丁产量通过本领域公知的方法(iso 3308:2012routine analyticalcigarette-smoking machine-definitions and standard conditions)进行测量。结果示于表1中。

55、表1

56、

57、

58、表1表明，根据本发明的纸冷却元件a提供了与常规冷却元件相当的冷却和过滤性能，同时还提供了改进的生物降解能力。